ES2523656T3 - Methods and devices for assigning calls from elevator floors to minimize energy use - Google Patents
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Abstract
Un método de asignación de llamadas de piso para reducir el gasto neto de energía en el funcionamiento de un banco de cabinas de elevador, comprendiendo el método las etapas de: asignar un valor de relación umbral de energía ahorrada por tiempo de demora; en respuesta a una llamada de piso para recibir a un pasajero, para cada una de una pluralidad de cabinas de elevador, siendo seleccionada la pluralidad a partir de las cabinas de elevador en el banco, calculando el uso de energía para responder a la llamada y llevar el pasajero a un destino, en el que el destino es seleccionado a partir del grupo que consta de un destino inferido y un destino preseleccionado; para cada una de las cabinas de elevador de la pluralidad, calcular la relación entre (i) la energía que se ahorraría asignando esa cabina a la llamada frente a la asignación de la cabina con el tiempo más corto hasta el destino a la llamada y (ii) el tiempo extra hasta el destino que resultaría asignando esa cabina a la llamada frente a la asignación de la cabina con el tiempo más corto hasta el destino; y asignar la cabina de elevador con el uso mínimo calculado de energía que tiene también una relación de (i) a (ii) en o por encima del valor de la relación umbral para responder a la llamada del piso.A floor call allocation method for reducing net energy expenditure in operating a bank of elevator cars, the method comprising the steps of: assigning a threshold ratio value of energy saved per delay time; in response to a floor call to receive a passenger, for each of a plurality of elevator cars, the plurality being selected from the elevator cars in the bank, calculating the energy use to answer the call and taking the passenger to a destination, in which the destination is selected from the group consisting of an inferred destination and a preselected destination; For each of the elevator cars of the plurality, calculate the relationship between (i) the energy that would be saved by assigning that car to the call versus assigning the car with the shortest time to the destination of the call and ( ii) the extra time to destination that would result from assigning that car to the call versus the allocation of the car with the shorter time to destination; and allocating the elevator car with the calculated minimum energy usage also having a ratio of (i) to (ii) at or above the value of the threshold ratio to answer the floor call.
Description
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DESCRIPCIÓN DESCRIPTION
Métodos y aparatos para asignar llamadas de pisos de elevadores para reducir al mínimo el uso de energía Methods and devices for assigning calls from elevator floors to minimize energy use
Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente de los Estados Unidos número de serie 10/615.429, presentada el 7 de Julio de 2003. This application claims the benefit of United States patent application serial number 10 / 615,429, filed on July 7, 2003.
Campo de la invención Field of the Invention
La presente invención se refiere a métodos y aparatos de ahorro de energía para sistemas de elevadores que tienen una pluralidad de cabinas de elevadores que funcionan en una pluralidad de cajas de elevadoras. The present invention relates to energy saving methods and apparatus for elevator systems having a plurality of elevator cars operating in a plurality of elevator boxes.
Antecedentes de la invención Background of the invention
Los sistemas de asignación de llamadas de pisos existentes tratan de encontrar una solución óptima para asignar nuevas llamadas de piso a un grupo de cabinas de elevadores. Típicamente, los sistemas y métodos existentes utilizan redes neuronales, algoritmos genéticos y/o lógica Fuzzy para optimizar las asignaciones de llamadas de pisos sobre la base de criterios tales como tiempo de espera, tiempo hasta el destino, y uso del elevador. Estos sistemas tratar típicamente de minimizar los tiempos de espera. Algunos de los sistemas más nuevos tratar de minimizar el tiempo medio de viaje. El tiempo de viaje es el tiempo desde la entrada de una llamada de un piso (o colocación en una cola si un pasajero previo ha introducido una llamada de un piso) hasta la llegada al destino. Existing floor call assignment systems try to find an optimal solution to assign new floor calls to a group of elevator cars. Typically, existing systems and methods use neural networks, genetic algorithms and / or Fuzzy logic to optimize floor call assignments based on criteria such as waiting time, time to destination, and elevator use. These systems typically try to minimize wait times. Some of the newer systems try to minimize the average travel time. Travel time is the time from the entry of a call from a flat (or placed in a queue if a previous passenger has introduced a call from a flat) until arrival at the destination.
Se han propuesto varios sistemas de minimización de energía. La patente de los Estado Unidos U. S. 4.402.387 evalúa tres velocidades del elevador y selecciona una que utiliza la cantidad mínima de energía. Las patentes de los Estados Unidos U. S. 3.891.064 y 6.199.667 tienen la capacidad de seleccionar uno de tres perfiles de velocidad en función de si los objetivos son el uso de energía o la gestión del tráfico. Todas estas patentes toman decisiones sobre la siguiente carrera de la cabina del elevador. Ninguna de estas tres patentes aborda un sistema total de gestión de minimización de energía. Several energy minimization systems have been proposed. US Pat. No. 4,402,387 evaluates three elevator speeds and selects one that uses the minimum amount of energy. United States U. S. 3,891,064 and 6,199,667 patents have the ability to select one of three speed profiles based on whether the objectives are energy use or traffic management. All these patents make decisions about the next elevator car race. None of these three patents addresses a total energy minimization management system.
Otros métodos para asignar llamadas de pisos a una de una pluralidad de cabinas de elevador se conocen a partir de los documentos US 4.448.286 y US 2002/0112922. Other methods for assigning floor calls to one of a plurality of elevator cars are known from US 4,448,286 and US 2002/0112922.
A la vista de lo anterior, existe una necesidad de un sistema de minimice el uso total de energía en lugar de minimizar el tiempo de espera o el tiempo de viaje cuado el uso de la energía es más importante que la gestión del tráfico. In view of the above, there is a need for a system that minimizes total energy use instead of minimizing waiting time or travel time when energy use is more important than traffic management.
Sumario de la invención Summary of the invention
La invención proporciona un método de asignación de llamadas de pisos para reducir el gasto neto de energía en el funcionamiento de un banco de cabinas de elevador. El método comprende las etapas de: en respuesta a una llamada de piso para recibir un pasajero, para cada una de una pluralidad de cabinas de elevador, siendo seleccionada la pluralidad a partir de las cabinas de elevador en el banco, calcular el uso de energía para responder a la llamada y llevar al pasajero a un destino, siendo seleccionado el destino a partir del grupo que consta de un destino inferido y un destino preseleccionado; y asignar la cabina de elevador con el uso mínimo calculado de energía para responder a la llamada. The invention provides a method of assigning floor calls to reduce the net energy expenditure in the operation of a bank of elevator cars. The method comprises the steps of: in response to a floor call to receive a passenger, for each of a plurality of elevator cars, the plurality being selected from the elevator cars in the bank, calculating the energy use to answer the call and take the passenger to a destination, the destination being selected from the group consisting of an inferred destination and a preselected destination; and assign the elevator car with the minimum calculated use of energy to answer the call.
La invención proporciona también un método de asignación de llamadas de pisos para reducir el gasto neto de energía en el funcionamiento de un banco de cabinas de elevadores, que comprende las etapas de: asignar una valor de relación umbral de energía ahorrada por incremento de tiempo; en respuesta a una llamada de un piso recibir un pasajero, para cada una de una pluralidad de cabinas de elevador, siendo seleccionada la pluralidad a partir de las cabinas de elevador en el banco, calcular el uso de energía para responder a la llamada y llevar el pasajero a un destino, en el que el destino es seleccionado a partir de un grupo que consta de un destino inferido y un destino preseleccionado; para cada cabina disponible, calcular la relación entre (i) la energía que se ahorraría asignando esa cabina a la llamada frente a la asignación de la cabina con el tiempo más corto hasta el destino a la llamada y (ii) el tiempo extra hasta el destino que resultaría asignando esa cabina a la llamada frente a la asignación de la cabina con el tiempo más corto hasta el destino; y asignar la cabina de elevador con el uso mínimo calculado de energía que tiene también una relación de (i) a (ii) en o por encima del valor de la relación umbral para responder a la llamada del piso. The invention also provides a method of assigning floor calls to reduce the net energy expenditure in the operation of a bank of elevator cars, comprising the steps of: assigning a threshold value value of energy saved by time increment; in response to a call from a floor receiving a passenger, for each of a plurality of elevator cars, the plurality being selected from the elevator cars in the bank, calculating the use of energy to answer the call and carrying the passenger to a destination, in which the destination is selected from a group consisting of an inferred destination and a preselected destination; for each available booth, calculate the relationship between (i) the energy that would be saved by assigning that booth to the call versus the allocation of the booth with the shortest time to the destination of the call and (ii) the extra time until destination that would result in assigning that cabin to the call in front of the assignment of the cabin with the shortest time to the destination; and assign the elevator car with the minimum calculated energy use that also has a ratio of (i) to (ii) at or above the threshold value to respond to the floor call.
La invención proporciona, en general, circuitería eléctrica para realizar los métodos de la invención y sistemas de ordenador e instrucciones de ordenador almacenadas en memoria legible por ordenador para realizar los métodos de la invención. De manera ventajosa, se pueden proporcionar aparatos que implementan el método de la invención para conectar y desconectar la implementación del método de ahorro de energía en respuesta a una instrucción tal como una entrada externa, de acuerdo con un esquema programado, y/o de acuerdo con criterios de análisis de beneficios de ahorros de energía de coste de tiempo. Los aparatos pueden proporcionar también modificar los parámetros / valores umbrales de beneficios de costes, por ejemplo de acuerdo con un programa de tiempo y hora. The invention generally provides electrical circuitry for performing the methods of the invention and computer systems and computer instructions stored in computer-readable memory for performing the methods of the invention. Advantageously, devices that implement the method of the invention can be provided to connect and disconnect the implementation of the energy saving method in response to an instruction such as an external input, according to a programmed scheme, and / or according with time cost energy savings analysis benefits criteria. The devices can also provide to modify the parameters / threshold values of cost benefits, for example according to a time and time program.
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Descripción detallada Detailed description
De acuerdo con una forma de realización de la presente invención, cuando un pasajero ejecuta una nueva llamada de piso en un sistema de elevador que tiene una pluralidad de cabinas de elevador que están disponibles para responder a la llamada, se asigna un destino inferido a la nueva llamada de piso. According to an embodiment of the present invention, when a passenger executes a new floor call in an elevator system that has a plurality of elevator cabins that are available to answer the call, an inferred destination is assigned to the New floor call.
Para cada cabina de elevador disponible e, el sistema estima J_existinge, la energía que requeriría para servir a su llamada y llamadas de cabinas existentes. El sistema estima entonces J_newe, la energía que requeriría para servir las llamadas existentes y, además, la nueva llamada de piso y el destino inferido. La diferencia, Je, es la energía adicional requerida por el sistema si el elevador e debe servir a la nueva llamada y a su destino inferido. For each available elevator car, the system estimates J_existinge, the energy it would require to serve your call and calls from existing cabins. The system then estimates J_newe, the energy it would require to serve the existing calls and, in addition, the new floor call and the inferred destination. The difference, Je, is the additional energy required by the system if the elevator e must serve the new call and its inferred destination.
Je = J_newe -J_exisitinge, Je = J_newe -J_exisitinge,
J_newe y J_exisitinge se calcula considerando cada trayecto que el elevador tiene que hace hasta que ha contestado a todas las llamadas. Su utiliza un modelo motor para determinar el consumo de energía de cada trayecto. Si existen m trayectos a realizar antes de que todas las llamadas sean contestadas J_newe and J_exisitinge is calculated considering each route that the elevator has to make until it has answered all calls. Its uses a motor model to determine the energy consumption of each path. If there are more routes to make before all calls are answered
m m
J_newe = E1 J_newe = E1
i=1 donde Ei es la energía consumida para completar el trayecto i, incluyendo aceleración, viaje a toda velocidad (si se alcanza) y desaceleración. i = 1 where Ei is the energy consumed to complete the path i, including acceleration, full speed travel (if reached) and deceleration.
El modelo motor considera la carga del elevador para cada trayecto (para i = 1 a m), que se infiere a partir de: The motor model considers the elevator load for each path (for i = 1 a m), which is inferred from:
- 1. one.
- la carga actual medida por un dispositivo de detección de carga estándar; the current load measured by a standard load sensing device;
- 2. 2.
- el piso y las llamadas de la cabina; y/o the floor and cabin calls; I
- 3. 3.
- datos históricos de tráfico que el sistema “aprende” con el tiempo, proporcionando de esta manera estimaciones del número y masa de personas asociados con cada llamada. historical traffic data that the system "learns" over time, thus providing estimates of the number and mass of people associated with each call.
Si el elevador está actualmente en movimiento, el cálculo de E1 es un caso especial, y determina la energía requerida para completar el trayecto actual. If the elevator is currently in motion, the calculation of E1 is a special case, and determines the energy required to complete the current path.
La nueva llamada de piso es asignada al elevador con la Je más baja. El valor mínimo puede ser negativo. The new floor call is assigned to the elevator with the lowest Je. The minimum value can be negative.
Una forma de realización de la invención emplea un dispositivo de entrada de llamadas de pisos estándar, que comprende típicamente un botón de subida y bajada. Otra forma de realización de la invención emplea un dispositivo de entrada de destino externo. Un dispositivo de entrada de destino externo puede adoptar muchas formas, como se conoce en la técnica, y puede ser programable. Por ejemplo, el dispositivo de entrada de destino externo puede comprenden un procesador, un dispositivo de representación visual, instrucciones de ordenador almacenadas en memoria legible por ordenador para re-dirigir el (los) procesador(es) y un dispositivo de representación visual, y un dispositivo de entrada para permitir a un pasajero seleccionar uno o más destinos disponibles. Las instrucciones de ordenador pueden basarse en software y/o en hardware. Las instrucciones de ordenador pueden programar el procesador para representar solamente aquellas plantas que están disponibles como destino. Se conocen circuitos lógicos y circuitos de control electrónicos en la técnica que se pueden utilizar para esta finalidad. One embodiment of the invention employs a standard floor call entry device, which typically comprises an up and down button. Another embodiment of the invention employs an external destination input device. An external destination input device can take many forms, as is known in the art, and can be programmable. For example, the external destination input device may comprise a processor, a visual representation device, computer instructions stored in computer readable memory to redirect the processor (s) and a visual representation device, and an entry device to allow a passenger to select one or more available destinations. Computer instructions can be based on software and / or hardware. Computer instructions can program the processor to represent only those plants that are available as a destination. Logic circuits and electronic control circuits are known in the art that can be used for this purpose.
A veces, es ventajoso limitar las paradas del elevador a ciertas plantas. El dispositivo de entrada puede ser programado también para permitir solamente la entrada de destinos disponibles. Una pantalla táctil de ordenador es particularmente bien adecuada para uso tanto como dispositivo de representación visual como también como dispositivo de entrada. Sometimes, it is advantageous to limit elevator stops to certain floors. The input device can also be programmed to allow only the entry of available destinations. A computer touch screen is particularly well suited for use both as a visual representation device and as an input device.
En situaciones en las que se conoce el destino deseado actual, por ejemplo, en sistemas que emplean dispositivo de entrada de destino externo, el método descrito anteriormente para asignar llamadas de pisos se puede modificar, además, de la siguiente manera: In situations where the current desired destination is known, for example, in systems employing external destination input device, the method described above for assigning floor calls can also be modified as follows:
- 1. one.
- el destino de la nueva llamada no tiene que ser inferido ya, puesto que se conoce; y the fate of the new call does not have to be inferred anymore, since it is known; Y
- 2. 2.
- la carga inferida para cada trayecto se puede determinar con mayor exactitud, puesto que se conoce el número de personas que se carga y descarga en cada parada debido a que los pasajeros introducen sus destinos en el descansillo. The inferred load for each route can be determined more accurately, since the number of people who are loaded and unloaded at each stop is known because passengers enter their destinations at the landing.
De acuerdo con la invención, donde la información sobre el número de personas que está detrás de una llamada de piso ha sido inferida, pero no es exactamente correcta (más o menos pasajeros actuales), o si una llamada de entrada de destino corresponde a más de una persona, los dispositivos de pesaje de la carga detectan el error According to the invention, where information about the number of people behind a floor call has been inferred, but is not exactly correct (more or less current passengers), or if a destination entry call corresponds to more of a person, load weighing devices detect the error
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cuando los pasajeros entran en la cabina y se realiza la correlación con la información inferida, de manera que los cálculos siguientes, para asignaciones siguientes de la cabina, son más correctos. when passengers enter the cabin and correlation is made with the inferred information, so that the following calculations, for subsequent assignments of the cabin, are more correct.
Puesto que el perfil de la velocidad del trayecto del elevador afecta al consumo de energía, Ei, puede ser deseable ajustar la velocidad, la aceleración y la sacudida para cada trayecto. La técnica anterior evaluaba un número limitado de velocidades y de perfiles de velocidad. Con las capacidades de los microprocesadores modernos se puede evaluar un rango mucho mayor de velocidades y perfiles en tiempo real. Adicionalmente, la solicitud de patente de los Estados Unidos publicada U. S. Nº 10/113.517, que se incorpora aquí por referencia en su integridad, describe un rango mayor de velocidades que se pueden evaluar. Since the elevator path velocity profile affects the energy consumption, Ei, it may be desirable to adjust the speed, acceleration and shaking for each path. The prior art evaluated a limited number of speeds and speed profiles. With the capabilities of modern microprocessors, a much greater range of speeds and profiles can be evaluated in real time. Additionally, the published US patent application U. S. No. 10 / 113,517, which is incorporated herein by reference in its entirety, describes a greater range of speeds that can be evaluated.
Se contempla que este sistema de gestión se pueda utilizar como sistema autónomo o incorporarse como una mejora a una ecuación de gestión existente. Un ejemplo de incorporación del mismo en un sistema de gestión avanzado, tal como se describe en la patente de los Estados Unidos U. S. 6.439.349 B1, que se incorpora aquí por referencia en su integridad, es el siguiente: It is contemplated that this management system can be used as a stand-alone system or incorporated as an improvement to an existing management equation. An example of incorporating it into an advanced management system, as described in US Patent U. S. 6,439,349 B1, which is incorporated herein by reference in its entirety, is as follows:
Un pasajero nuevo llega y registra una llamada. ETDe es el tiempo estimado hasta el destino, en segundos, del nuevo pasajero, si quiere utilizar el elevador e. Se calcula determinando el tiempo estimado de llegada del elevador e al descansillo, donde el nuevo pasajero está esperando, y entonces continuando el trazado del trayecto del elevador hacia delante en el tiempo hasta que el pasajero alcanza su destino, teniendo en cuenta todas las paradas intermedias en el recorrido del elevador. A new passenger arrives and records a call. ETDe is the estimated time to the destination, in seconds, of the new passenger, if you want to use the elevator e. It is calculated by determining the estimated time of arrival of the elevator e at the landing, where the new passenger is waiting, and then continuing the route of the elevator path forward in time until the passenger reaches his destination, taking into account all intermediate stops on the elevator route.
El sistema calcula también el Factor de Degradación del Sistema de la asignación para cada otro pasajero en el sistema. SDFe,k es la demora que el nuevo pasajero causará al pasajero k, en segundos, si el nuevo pasajero es asignado al elevador e. SDFe,k se calcula siguiendo el diseño del recorrido del pasajero k antes y después de la entrada del nuevo pasajero en el sistema. SDFe,k se calcula para todos los pasajeros (n) que están actualmente esperando o viajando, excluyendo el pasajero/llamada que se asocian por asignación de acuerdo con la invención. Si no están esperando o viajando otros pasajeros, aparte del pasajero/llamada que está siendo asociado para asignación de acuerdo con la invención, n es igual a cero. The system also calculates the System Degradation Factor of the assignment for each other passenger in the system. SDFe, k is the delay that the new passenger will cause the passenger k, in seconds, if the new passenger is assigned to the elevator e. SDFe, k is calculated following the design of the passenger route k before and after the entry of the new passenger into the system. SDFe, k is calculated for all passengers (n) who are currently waiting or traveling, excluding the passenger / call who are associated by assignment according to the invention. If other passengers are not waiting or traveling, other than the passenger / call that is being associated for assignment according to the invention, n is equal to zero.
El Coste Total de la asignación del nuevo pasajero al elevador e es entonces la degradación del sistema para todos los otros usuarios del elevador e, más el tiempo estimado hasta el destino para el nuevo pasajero. Esto se puede escribir de la siguiente manera: The Total Cost of assigning the new passenger to the elevator e is then the degradation of the system for all other users of the elevator e, plus the estimated time to the destination for the new passenger. This can be written as follows:
El sistema asigna el nuevo pasajero al elevador con el coste total mínimo. Si el sistema utiliza botones de llamadas de pisos convencionales en lugar de dispositivos de entrada del destino, se infieren el número de personas que está detrás de cada llamada de piso y las llamadas de cabinas correspondientes. The system assigns the new passenger to the elevator with the minimum total cost. If the system uses conventional floor call buttons instead of destination entry devices, the number of people behind each floor call and the corresponding booth calls are inferred.
Para incorporar un componente de ahorro de energía en esta ecuación, se revisa la ecuación de Coste Total de la siguiente manera: To incorporate an energy saving component into this equation, the Total Cost equation is reviewed as follows:
donde x es un parámetro de coste beneficio que define la importancia relativa del tiempo de viaje del pasajero frente al consumo de energía. El valor de x puede ser fijo, controlado por una entrada externa o programable. Por ejemplo, para desconectar la ecuación de ahorro de energía, x se puede ajustar a cero. Cuando se requiere suprimir la carga, x puede ajustarse alto. where x is a cost benefit parameter that defines the relative importance of the passenger's travel time versus energy consumption. The value of x can be fixed, controlled by an external or programmable input. For example, to disconnect the energy saving equation, x can be set to zero. When load suppression is required, x can be set high.
Debería entenderse que la invención se aplica a cualquier pluralidad de elevadores seleccionados del número total de cabinas de elevador de un banco de elevadores. Por lo tanto, por ejemplo, los métodos de la invención se pueden emplear para realizar cálculos y asignaciones basados en cada cabina de elevador en un banco o solamente un subconjunto de cabinas de elevador en un banco. En una forma de realización relacionada, el método se realiza solamente con respecto a cabinas de elevador disponibles en el banco. Aquí se excluyen, por ejemplo, las cabinas no operativas. En otra forma de realización de la invención, el sistema de ordenador o circuitería electrónica que efectúa el método de la invención es programable para la selección de cabina de elevadores para los que se puede emplear el método de la invención. It should be understood that the invention applies to any plurality of elevators selected from the total number of elevator cabins of an elevator bank. Therefore, for example, the methods of the invention can be used to perform calculations and assignments based on each elevator car in a bank or only a subset of elevator cars in a bank. In a related embodiment, the method is performed only with respect to elevator cabins available in the bank. Here, for example, non-operational cabins are excluded. In another embodiment of the invention, the computer or electronic circuitry system that performs the method of the invention is programmable for the selection of elevator car for which the method of the invention can be used.
Los ejemplos descritos anteriormente deben entenderse como ilustrativos de la invención y no limitativos de su alcance. De acuerdo con ello, el alcanza de la invención debe determinarse en conexión con las reivindicaciones anexas y sus equivalentes. The examples described above should be understood as illustrative of the invention and not limiting its scope. Accordingly, the scope of the invention should be determined in connection with the appended claims and their equivalents.
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Claims (3)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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